JP2002265908A - 振動を吸収する接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート構造物への接着性が良く、伸び
が大きく、高温下の施工においても接着性の良好な低弾
性アクリル系接着剤を提供することを目的とする。 【解決手段】 重合物の伸びが２０℃で２００％以上、
ガラス転移温度が０℃以下の重合性単量体、乾性油、固
形パラフィン、クメンハイドロパーオキサイド、ハイド
ロキノン、マンガン石鹸、コバルト石鹸を含有する接着
剤組成物を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容易に硬化し、コ
ンクリートやモルタル表面へ強固に接着し、高温での作
業性が良好な、振動を吸収する接着剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクリル系樹脂は、耐久性が良い
こと、環境に優しいことなどから、成形材料、塗料、接
着剤などの分野で幅広く利用されている。しかしなが
ら、硬化物は一般に硬くて伸びが小さく、コンクリート
構造体の接着に用いた場合には、地震時などの振動時に
構造体を破壊してしまう欠点がある。

【０００３】最近、地震などでコンクリート構造物が振
動しても、接合部から構造物が破壊することがないよう
に振動変位を吸収することができる、低弾性のアクリル
系接着剤が開発された。

【０００４】これらの、コンクリート接着用アクリル系
接着剤の一般的な硬化重合開始剤系としては、安定性が
良く、取り扱いが容易なクメンハイドロパーオキサイド
と、速硬化性能を与えるコバルト石鹸との組み合わせが
一般的に使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンク
リート構造体に対して使用される接着剤は、一般に、屋
外においても使用される場合が多く、季節などにより、
使用温度が変動する。

【０００６】特に、猛暑炎天下の日向ではコンクリート
被着体の表面温度が５０℃を超えてしまう場合がある。

【０００７】この様な高温になると、重合開始剤である
クメンハイドロパーオキサイドと、速硬化性能を与える
コバルト石鹸の反応による分解が速すぎることが災いし
て、激しいラジカル再結合による失活や連鎖移動などが
起こり、その結果として、重合開始効率の低下や、重合
体の分子量の低下により、接着剤硬化物の弾性率の低
下、あるいは硬化不良が発生する問題がある。

【０００８】本発明は、猛暑炎天下においても、コンク
リート構造物に対して、安定した接着性を発現するアク
リル系接着剤組成物を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）重合物
の伸びが２０℃で２００％以上であり、分子中に少なく
とも１個以上のフェニル基を有するアクリル酸エステル
モノマーを（Ａ＋Ｂ）１００重量部に対して４０重量部
以上、（Ｂ）重合物のガラス転移温度が０℃以下で、分
子中に少なくとも１個以上のフェニル基を有するアクリ
ル酸エステルモノマーを（Ａ＋Ｂ）１００重量部に対し
て１０重量部以上、６０重量部以下含有し、さらに（Ａ
＋Ｂ）１００重量部に対し（Ｃ）乾性油１〜２０重量
部、（Ｄ）固形パラフィン０．２〜５．０重量部、
（Ｅ）クメンハイドロパーオキサイド０．２〜４．０重
量部、（Ｆ）ハイドロキノン０．００５〜０．２０重量
部、（Ｇ）マンガン石鹸をマンガン量として０．００５
〜０．２０重量部、（Ｈ）コバルト石鹸をコバルト量と
して０．００５〜０．２０重量部、含有することを特徴
とする高度な伸びを有する接着剤組成物である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に用いる、重合物の伸びが
２０℃で２００％以上であり、少なくとも分子中に１個
以上のフェニル基を有する（Ａ）成分のアクリル酸エス
テルモノマーは、一般に用いられるアクリル系であっ
て、例えば、２−ヒドロキシ−３−フエノキシプロピル
アクリレート、フェノールエチレンオキサイド変性アク
リレート、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変
性アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド
変性アクリレートなどであり、アルキルフェノールのエ
チレンオキサイド、もしくはプロピレンオキサイド変性
アクリレート類であり、これらのオリゴマーであっても
よい。

【００１１】本発明に用いる（Ａ）成分のアクリル酸エ
ステルモノマーは、硬化物の物性を調整する目的で単独
にて用いても良いし、２種類以上混合して用いても良
い。

【００１２】本発明に用いる（Ａ）成分のアクリル酸エ
ステルモノマーは、硬化物を柔軟にし、かつ、高度な伸
び特性を付与させるために、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝
１００重量部中の少なくとも４０重量部以上が必要であ
り、５０量部以上が特に好ましい。

【００１３】本発明に用いる、重合物のガラス転移温度
が０℃以下で、分子中に少なくとも１個以上のフェニル
基を有する（Ｂ）成分のアクリル酸エステルモノマー
は、例えば、フェノール（エチレンオキサイド２モル変
性）アクリレート、フェノール（エチレンオキサイド４
モル変性）アクリレート、ノニルフェノール（エチレン
オキサイド４モル変性）アクリレート、ノニルフェノー
ル（プロピレンオキサイド２．５モル変性）アクリレー
トなどであり、硬化物の物性を調整する目的で単独にて
用いても良いし、２種類以上混合して用いても良い。

【００１４】本発明に用いる（Ｂ）成分は、硬化物の低
温での柔軟性を付与させる成分であり、（Ａ）成分＋
（Ｂ）成分＝１００重量部中の少なくとも１０重量部が
必要であり、６０重量部以下が好ましい。

【００１５】本発明に用いる（Ｂ）成分は、６０重量部
を超えて配合すると硬化物の伸びが低下する場合があり
好ましくない。

【００１６】本発明に用いる（Ｃ）成分である乾性油
は、少なくとも金属石鹸の作用により、空気硬化する不
飽和炭化水素結合を１分子中に複数有する油脂類の総称
で、例えば、亜麻仁油、ボイル油、魚油などから変性し
た乾性油などである。

【００１７】この乾性油は硬化物の物性を調整する目的
で単独にて用いても良いし、２種類以上混合して用いて
も良い。

【００１８】本発明に用いる（Ｃ）成分である乾性油
は、硬化物の柔軟性を損なわず、表面の乾燥性を付与さ
せる成分であり、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝１００重量
部に対して、１重量部以上が必要であり、２０重量部以
下が好ましい。

【００１９】本発明に用いる（Ｃ）成分は、１重量部未
満では、表面乾燥効果が不十分であり、２０重量部を超
えて配合すると、主として強度低下が大きくなるので好
ましくない。

【００２０】本発明に用いる（Ｄ）成分である固形パラ
フィンは、組成物の硬化に際して、モノマー類の酸素に
よる重合妨害、即ち、嫌気性を緩和する目的で添加する
成分である。融点４２℃〜４４℃のパラフィンから、融
点６８〜７０℃のパラフィンに至るまで、２℃刻みのも
のが一般に入手可能である。本発明に用いる（Ｄ）成分
である固形パラフィンとしては、より高融点のパラフィ
ンを使用しても良い。

【００２１】本発明に用いる固形パラフィンは、（Ａ）
成分＋（Ｂ）成分＝１００重量部に対して、０．２〜
５．０重量部添加する。

【００２２】本発明に用いる固形パラフィンは、０．２
重量部未満では嫌気性を緩和する効果が小さく、５．０
重量部を超えると硬化樹脂の伸びが減少したり、強度の
低下もあり好ましくない。

【００２３】本発明に用いる（Ｅ）成分であるクメンハ
イドロパーオキサイドは、自然分解性が小さく、本発明
の（Ｇ）成分であるマンガン石鹸や、（Ｈ）成分である
コバルト石鹸と酸化還元反応、所謂、レドックス反応を
惹起して、本発明の（Ａ）、（Ｂ）成分であるアクリル
モノマーをラジカル重合させるラジカル重合開始剤系で
ある。

【００２４】本発明で用いる（Ｅ）成分であるクメンハ
イドロパーオキサイドは、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝１
００重量部に対して０．２〜４．０重量部用いられる。
０．２重量部未満では硬化不良が発生する。また、４．
０重量部以上では保存安定性の低下が著しく、好ましく
ない。

【００２５】本発明に用いる（Ｆ）成分であるハイドロ
キノンは、所謂、ラジカル重合禁止剤である。真夏など
の、高温下の施工で接着剤を使用する場合には、硬化時
間が短すぎるために作業時間が確保できない問題があ
る。

【００２６】このような場合に、ハイドロキノンを添加
することにより、硬化時間を長くし、作業時間を確保す
ることができる。

【００２７】ハイドロキノンを添加することにより、本
発明に用いる（Ｇ）成分であるマンガン石鹸、（Ｈ）成
分であるコバルト石鹸を添加する前の接着剤組成物の保
存安定性も向上する。

【００２８】本発明に用いる（Ｆ）成分であるハイドロ
キノンは、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝１００重量部に対
して０．００５〜０．２０重量部使用することが好まし
い。

【００２９】本発明に用いる（Ｆ）成分であるハイドロ
キノンは、０．００５重量部未満では効果が明確でな
く、０．２０重量部を超える添加量では硬化不十分にな
る。特に好ましい範囲は、０．０１〜０．１０重量部で
ある。

【００３０】本発明に用いる（Ｇ）成分であるマンガン
石鹸は、例えば、ナフテン酸マンガン、オクテン酸マン
ガンなどが挙げられる。

【００３１】これらのマンガン石鹸は、いろいな金属含
有量のものが市販されているが、通常、マンガン含有量
が６〜８重量％のものが使用される。

【００３２】本発明に用いる（Ｇ）成分であるマンガン
石鹸は、（Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝１００重量部にマン
ガン量として０．００５〜０．２０重量部用いる。マン
ガン量が０．００５重量部未満では硬化不良を発生する
ケースがあり、好ましくない。０．２０重量部を超える
場合は高温での可使時間が短くなりすぎ好ましくない。

【００３３】特に好ましい範囲はマンガン量が０．０１
〜０．０５重量部である。

【００３４】本発明に用いる（Ｈ）成分であるコバルト
石鹸は、主として硬化時間時間制御の目的で添加する。

【００３５】本発明に用いる（Ｈ）成分であるコバルト
石鹸は、例えば、ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバ
ルトなどが挙げられる。

【００３６】これらのコバルト石鹸は、いろいな金属含
有量のものが市販されているが、通常、コバルト含有量
が６〜１２量％のものが使用される。

【００３７】コバルト石鹸の添加量は（Ａ）成分＋
（Ｂ）成分＝１００重量部に対し、コバルト量として
０．００５〜０．２０重量部である。

【００３８】コバルト量が０．００５重量部未満では効
果が小さすぎるので好ましくない。０．２０重量部を超
える量では５０℃以上の温度で硬化しなくなることがあ
るので、好ましくない。

【００３９】特に好ましい範囲はコバルト量が０．０１
〜０．０５重量部である。

【００４０】さらに、本発明の組成物においては、例え
ば、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキ
シエチル）−Ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロ
キシエチル）アニリンなどの第３級アミン類を促進剤と
して、単独もしくは組み合わせて用いても良い。

【００４１】また、本発明の組成物においては、上記の
他に、シラン系カップリング剤、紫外線吸収剤、染料、
顔料、発泡剤などの添加剤を必要に応じて添加しても良
い。

【００４２】また、本発明の組成物においては、所謂フ
ィラー成分を、組成物を安価にしたり、特性の調整など
の目的で添加しても良い。

【００４３】炭酸カルシウム粉末は、特にこの目的に合
致している。

【００４４】しかしながら、他の目的で、フィラー類を
単独、もしくは複数配合しても良い。本発明はこれらを
限定するものではない。

【００４５】以下に本発明の作用について考察する。

【００４６】以下の考察は、本発明を完成させる過程に
おいて考えられたものであり、本発明は、この考察によ
り限定されるものではない。

【００４７】本発明の接着剤組成物の硬化反応は、分子
中にフェニル基を有するアクリルモノマー類の、クメン
ハイドロパーオキサイドと金属石鹸レドックス開始系で
の重合反応である。

【００４８】金属石鹸として、通常使用されているコバ
ルト石鹸を単独で使用する場合には、５０℃以上の高温
になると、クメンハイドロパーオキサイドの分解が速す
ぎることが災いして、ラジカルの失活効率の増大や、激
しい連鎖移動などにより、重合の停止や分子量の著しい
低下が起こると考えられ、その結果として硬化不良など
が発生すると考えられる。

【００４９】本発明者らは、クメンハイドロパーオキサ
イドとマンガン石鹸系の硬化時間が、コバルト石鹸系に
比べ極端に遅いことを発見した。

【００５０】さらに、重合禁止剤の感受性が非常に大き
くなることなどから、ラジカル発生速度がコバルト石鹸
系に比べ格段に遅い、即ち、組成物系中のラジカル濃度
が低いと考えた。

【００５１】この現象から、マンガン石鹸を使用するこ
とにより、クメンハイドロパーオキサイドの高温での高
速分解を防ぎ、安定な特性を得ることができると考え
た。

【００５２】しかしながら、マンガン石鹸系だけでは硬
化時間が遅すぎるケースがあり、そのような場合にはコ
バルト石鹸を併用することで、主として、早期に大部分
がコバルト石鹸から発生すると考えられるラジカルを、
重合禁止剤で捕捉失活させることで、高温保存時の安定
性と高温硬化性を両立させることができることを見出し
た。

【００５３】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【実施例】実施例１

【００５４】重合体が２０℃で２００％以上の伸びを有
し、フェニル基を含有するアクリル酸エステルモノマー
として、アロニックスＭ５７００（東亜合成社製、２−
ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート）６
２ｇとアロニックスＭ−１１１（東亜合成社製、ノニル
フェノールエチレンオキサイド変性アクリレート）９
ｇ、重合体が０゜以下のガラス転移温度を有するアクリ
ル酸エステルとして、アロミックスＭ１１３（東亜合成
社製、ノニルフェノール（エチレンオキサイド４モル変
性）アクリレート）２９ｇ、亜麻仁油（関東化学社）６
ｇを混合した。

【００５５】次いで、パラフィン１１５（日本精蝋社
製、融点４７゜固形パラフィン）０．５０ｇ、ハイドロ
キノン０．０６ｇ、炭酸カルシウム粉（白石カルシウム
社製）１１０ｇを、上記モノマー混合液に添加した液
を、攪拌しながら６５℃に加熱してパラフィンを溶解さ
せ、攪拌しながら３０℃まで冷却した。

【００５６】この３０℃に冷却した液に、ラジカル重合
開始剤として、パークミルＨ（日本油脂社製、クメンハ
イドロパーオキサイド８０％含有液）２．２ｇ添加攪拌
し、更に、促進剤としてＮ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエ
チル）−Ｐ−トルイジン０．２ｇを添加攪拌混合した
（組成物１）。

【００５７】硬化性評価

【００５８】気温３１℃の野外で、組成物１を１００ｇ
秤量し、オクトライフＭｎ８（シント−ファイン社製、
金属石鹸コバルト含有量８％オクテン酸マンガン）０．
３ｇを、オクトライフＣｏ１２（シント−ファイン社
製、金属石鹸コバルト含有量１２％オクテン酸コバル
ト）０．３ｇを添加混合すると、約５分で発熱しながら
硬化した。

【００５９】接着性評価

【００６０】同様の方法でオクトライフＭｎ８とオクト
ライフＣｏ１２を添加、攪拌した組成物で、日向に置い
た（日向表面温度５１℃）４０ｍｍ×４０ｍｍ×１５ｍ
ｍのＪＩＳ Ｒ５２０１モルタル試験片を、接着剤層が
１ｍｍになるように、直径１ｍｍのピアノ線をスペーサ
ーにして接着した。

【００６１】約６分後に固着し、１日後に、２０℃、引
っ張り速度１ｍｍ／分で引き剥がした結果、凝集破壊を
示し、伸びは４８０％、強度は０．８Ｎ／ｍｍ２であっ
た。

【００６２】実施例２

【００６３】実施例１の組成物１を１００ｇ秤量し、オ
クトライフＭｎ８を１．０ｇ添加、混合した以外は実施
例１と同様に評価した。

【００６４】比較例１

【００６５】実施例１のオクトライフＭｎを除き、オク
トライフＣｏ１２を０．５ｇに変えた以外は、実施例１
と同様に評価した。

【００６６】硬化性評価においては接着剤の硬化は確認
できたが、接着性評価の際には一部接着部が未硬化（高
粘度液状）であることが確認された。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【発明の効果】本発明の組成物は、従来のアクリル系接
着剤が有する環境に優しい特性と、短時間硬化特性など
の長所を生かし、従来のアクリル系接着剤が猛暑炎天下
で硬化不良を起こす問題点を改善し、このような過酷な
条件下でも、コンクリート構造物への接着の作業ができ
るようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）重合物の伸びが２０℃で２００％
   以上であり、分子中に少なくとも１個以上のフェニル基
   を有するアクリル酸エステルモノマーを（Ａ＋Ｂ）１０
   ０重量部に対して４０重量部以上、（Ｂ）重合物のガラ
   ス転移温度が０℃以下で、分子中に少なくとも１個以上
   のフェニル基を有するアクリル酸エステルモノマーを
   （Ａ＋Ｂ）１００重量部に対して１０重量部以上、６０
   重量部以下含有し、さらに（Ａ＋Ｂ）１００重量部に対
   し（Ｃ）乾性油１〜２０重量部、（Ｄ）固形パラフィン
   ０．２〜５．０重量部、（Ｅ）クメンハイドロパーオキ
   サイド０．２〜４．０重量部、（Ｆ）ハイドロキノン
   ０．００５〜０．２０重量部、（Ｇ）マンガン石鹸をマ
   ンガン量として０．００５〜０．２０重量部、（Ｈ）コ
   バルト石鹸をコバルト量として０．００５〜０．２０重
   量部、含有することを特徴とする高度な伸びを有する接
   着剤組成物。